Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций
Оксиды серы
В промышленных условиях SO2 получают при обжиге пирита FеS2 и при обжиге сернистых руд цветных металлов (цинковой обманки ZnS, свинцового блеска РbS
идр.).
Образующийся оксид серы (IV) употребляется главным образом для получения SO3 и серной кислоты.
В присутствии катализатора при нагревании SO2 присоединяет кислород воздуха и образуется SO3:
+O2 2SO3.
В этой реакции сера+4меняет+степень6 окисления от +4 до +6:
S−2e = S.
Значит, для SO2 характерны восстановительные свойства.
Оксид серы (IV) проявляют все свойства кислотных оксидов.
Сернистая кислота
Оксид серы (IV) хорошо растворим в воде . В 1 объеме воды при при 200 С растворяется 40 объемов SO2.
При этом образуется существующая только в водном растворе сернистая кислота: +Н2О Н2SO3.
Реакция соединения SO2 с водой обратима.
В водном растворе оксид серы (IV) и сернистая кислота
находятся в химическом равновесии, которое можно смещать влево и вправо.
При связывании Н2SO3 щелочью (нейтрализация кислоты) реакция протекает слева направо.
При удалении SO2 (продувание через раствор азота или нагревание) реакция протекает справа налево.
В растворе сернистой кислоты всегда имеется оксид серы (IV), который придает ему резкий запах.
Сернистая кислота
Сернистая кислота обладает всеми свойствами кислот.
В растворе Н2SО3 диссоциирует ступенчато:
H2SO3 Н+ +HSO− 1ступень.
3
HSО3− H+ +SО32− 2ступень.
Как двухосновная кислота она образует два ряда солей –
сульфиты и гидросульфиты.
Сульфиты получаются при полной нейтрализации кислоты щелочью:
+2NaOH = Na2SO3 +2H2O.
Гидросульфиты – при недостатке щелочи (по сравнению с количеством, необходимым для полной нейтрализации
кислоты):
H2SO3 + NaOH = NaHSO3 +H2O.
Сернистая кислота
Сернистая кислота и ее соли сильные восстановители.
При этом степень окисления серы возрастает.
Так, Н2SO3 легко окисляется в серную кислоту даже кислородом воздуха:
2H2SO3 +O2 = 2H2SO4.
Поэтому долго хранившиеся растворы сернистой кислоты всегда содержат серную кислоту.
Еще легче протекает окисление сернистой кислоты бромом и
перманганатом калия:
H |
|
+4 |
|
+Br0 |
+H |
O = H |
|
+6 |
|
−1 |
2 |
S O |
3 |
2 |
S O |
4 |
+2H Br. |
||||
|
|
2 |
2 |
|
|
|
||||
|
|
+4 |
|
+6 |
|
|
|
|
||
|
H2 S O3 −2е = S О42− +2Н+,окисление, |
|||||||||
Br20 +2e = 2Br−,восстановление.
Сернистая кислота
|
+4 |
|
+7 |
+6 |
+2 |
|
|
5H2 S O3 |
+2K Mn O4 |
= 2H2 S O4 |
+2 Mn SO4 |
+K2SO4 +3H2O. |
|
5 |
+4 |
+6 |
|
|
||
H2 S O3 |
−2е = S О42− +2Н+,окисление, |
|
||||
2MnO−4 +5e +8H+ = Mn2+ +4H2O,восстановление.
Оксид серы (IV) и сернистая кислота обесцвечивают многие красители, образуя с ними бесцветные соединения.
Обычно оксидом серы (IV) отбеливают шерсть, шелк и солому (хлорной водой эти материалы разрушаются).
Оксид серы (IV) убивает многие микроорганизмы.
Поэтому для уничтожения плесневых грибков им окуривают сырые подвалы, погреба, винные бочки и др.
В больших количествах SO2 идет для получения серной кислоты.
Бумажную массу и волокна древесины обрабатывают раствором гидросульфита кальция Са(НSO3)2 – (сульфитным щелоком).